ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΚΑΣΑΚΔΤΖ ΜΖΥΑΝΖ EXTRUDER ΓΗΑ ΣΖ ΤΡΜΑΣΟΠΟΗΖΖ ABS ΠΛΑΣΗΚΟΤ ΤΛΗΚΟΤ

Transcript

1 ΑΝΧΣΑΣΟ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΚΡΖΣΖ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΛΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ. ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΚΑΣΑΚΔΤΖ ΜΖΥΑΝΖ EXTRUDER ΓΗΑ ΣΖ ΤΡΜΑΣΟΠΟΗΖΖ ABS ΠΛΑΣΗΚΟΤ ΤΛΗΚΟΤ ΟΝΟΜΑΣΔΠΧΝΤΜΟ Κσλζηαληάηνο Νηθόιανο ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ ΚΑΘΖΓΖΣΖ Γξ. Πεηνύζεο Μάξθνο ΖΡΑΚΛΔΗΟ

2 ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ Ζ παξνύζα πηπρηαθή εξγαζία εθπνλήζεθε από ην θνηηεηή θ. Κσλζηαληάην Νηθόιαν ηνπ ηκήκαηνο Μεραλνιόγσλ Μεραληθώλ Σ.Δ. ηνπ Αλώηαηνπ Σερλνινγηθνύ Δθπαηδεπηηθνύ Ηδξύκαηνο Κξήηεο θαηά ην αθαδεκατθό έηνο 2013 ππό ηελ επίβιεςε ηνπ θαζεγεηή ηνπ ηκήκαηνο ξ. Πεηνύζε Μάξθνπ. ην Γξ. Πεηνύζε νθείισ ηηο ζεξκέο κνπ επραξηζηίεο γηα ηελ θαζνδήγεζε θαη ηελ ππνζηήξημε ηνπ θαζ όιε ηε δηάξθεηα δηεθπεξαίσζεο ηεο παξνύζαο πηπρηαθήο. Ηδηαίηεξεο επραξηζηίεο ζα ήζεια λα απεπζύλσ ζε όινπο ηνπο Καζεγεηέο ηνπ Σερλνινγηθνύ Δθπαηδεπηηθνύ Ηδξύκαηνο Κξήηεο γηα ηηο πνιύηηκεο γλώζεηο πνπ κνπ πξνζέθεξαλ όια απηά ηα ρξόληα. Σέινο ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηελ νηθνγέλεηα κνπ γηα ηελ αλππνιόγηζηε εζηθή ππνζηήξημε, ηελ ζπκπαξάζηαζε θαη ηελ θαηαλόεζε πνπ έδεημαλ όινλ απηόλ ηνλ θαηξό. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 2

3 ΠΔΡΗΛΖΦΖ Ζ παξνύζα πηπρηαθή εξγαζία έρεη σο αληηθείκελν ηελ θαηαζθεπή κηαο κεραλήο ζπξκαηνπνίεζεο ηνπ πιηθνύ ABS, ε νπνία λα παξάγεη ην πιηθό ABS ζε κνξθή ζύξκαηνο θαηάιιειε γηα ρξήζε ζην ρακεινύ θόζηνπο ηξηζδηάζηαην εθηππσηή πνπ είλαη ππό θαηαζθεπή απηήλ ηελ πεξίνδν ζην εξγαζηήξην Απηνκαηηθήο Ρνκπνηηθήο ηνπ ΣΔΗ Κξήηεο. ηελ παξνύζα εξγαζία δηεθπεξαηώλεηαη δηεξεύλεζε ησλ δηαζέζηκσλ ιύζεσλ θαη ζρεδίσλ πνπ πξνηείλνληαη γηα ηελ θαηαζθεπή κηαο ηέηνηαο κεραλήο. Από ηηο δηαζέζηκεο ιύζεηο γίλεηαη επηινγή κηαο κεραλήο, ε νπνία θαηαζθεπάδεηαη ζηα πιαίζηα ηεο πηπρηαθήο. Ζ παξνύζα εξγαζία αθνξά ηελ θαηαζθεπή, ηελ πξνκήζεηα θαη ηε ζπλαξκνιόγεζε όισλ ησλ εμαξηεκάησλ θαη ησλ ηκεκάησλ ηεο κεραλήο θαζώο θαη ηελ δηαδηθαζία επηινγήο ηεο ζπγθεθξηκέλεο δηάηαμεο. Δπηπξόζζεηα δηεμάγεηαη παξνπζίαζε απνηειεζκάησλ θαη ζύγθξηζε κε άιιεο ππάξρνπζεο θαηαζθεπέο θαζώο θαη πξνηάζεηο γηα κειινληηθή βειηίσζε ηεο κεραλήο. Σέινο γίλεηαη εθηελήο αλαθνξά ησλ πξνβιεκάησλ πνπ αληηκεησπίζηεθαλ θαηά ηελ δηαδηθαζία θαηαζθεπήο θαη ιεηηνπξγίαο ηεο κεραλήο θαζώο θαη αλαθνξά νδεγηώλ ρξήζεσο γηα ηελ νκαιή θαη αζθαιή ιεηηνπξγία ηεο θαηαζθεπήο. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 3

4 ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1:Δηζαγσγηθά Ση είλαη ε ηξηζδηάζηαηε εθηύπσζε 6 2. Ηζηνξηθή αλαδξνκή....7 Γεθαεηία Γεθαεηία έσο ζήκεξα Παξνύζα θαηάζηαζε 12 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2:Σν ABS σο πξώηε ὐιε 3D εθηππσηή Ηδηόηεηεο ηνπ πιαζηηθνύ πιηθνύ ABS Πεξηγξαθή ηνπ πξνβιήκαηνο Τπάξρνπζεο θαηαζθεπέο. 17 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3:Αξρηθό ζηάδην θαηαζθεπήο Πξόηππν θαηαζθεπήο Πίλαθαο πξώησλ πιώλ θαηαζθεπήο Αξρή ιεηηνπξγίαο θαηαζθεπήο...23 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4:Λεπηνκέξεηεο θαηαζθεπήο Παξνπζίαζε ηεο δηαδηθαζίαο πινπνίεζεο...24 Βάζε ζηήξημεο...24 Ζιεθηξηθό θύθισκα Κπξίσο ηκήκα extruder.39 Μεηάδνζε θίλεζεο κε αιπζνηξνρνύο Παξειθόκελα ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 4

5 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5:πκπεξάζκαηα Πξνβιήκαηα θαηά ηεο δηαδηθαζίαο θαηαζθεπήο Μειινληηθέο πξνηάζεηο γηα βειηίσζε ηεο θαηαζθεπήο πκπεξάζκαηα Oδεγίεο ρξήζεο ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΔΗΚΟΝΧΝ. 63 ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 5

6 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1: Δηζαγσγηθά 1.1 Ση είλαη ε ηξηζδηάζηαηε εθηύπσζε Ζ ηξηζδηάζηαηε εθηύπσζε είλαη κηα κέζνδνο πξνζζεηηθήο θαηαζθεπήο ζηελ νπνία θαηαζθεπάδνληαη αληηθείκελα κέζσ ηεο δηαδνρηθήο πξόζζεζεο επάιιεισλ ζηξώζεσλ πιηθνύ, πξνζθέξνληαο ηελ δπλαηόηεηα θαηαζθεπήο ζρεδόλ νπνηαζδήπνηε γεσκεηξίαο, πνπ βαζίδεηαη ζε λα ςεθηαθό κνληέιν(εηθόλα 1). ηελ ηξηζδηάζηαηε εθηύπσζε κπνξνύλ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ δηάθνξνη ηύπνη πιηθνύ, όπσο θεξακηθά θαη πνιπκεξή. Οη ηξηζδηάζηαηνη εθηππσηέο είλαη ζπλήζσο ηαρύηεξνη, θζελόηεξνη θαη επθνιόηεξνη ζηελ ρξήζε από άιιεο κνξθέο κνληεινπνίεζεο. Δηθόλα 1: Καηαζθεπή θηλεηήξα V6 από πιηθό ABS. Γηαθξίλεηαη ε πνιππινθόηεηα ηεο θαηαζθεπήο. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 6

7 1.2 Ηζηνξηθή Αλαδξνκή Γεθαεηία 1980 Ζ ηζηνξία ηεο ηξηζδηάζηαηεο εθηύπσζεο (3D) μεθηλά ζηηο αξρέο ηνπ 1980, ζπγθεθξηκέλα ε ηερλνινγία γηα ηελ 3D εθηύπσζε θπζηθώλ αληηθείκελσλ από ηα ςεθηαθά δεδνκέλα, αλαπηύρζεθε γηα πξώηε θνξά από ηνλ ακεξηθαληθήο θαηαγσγήο Charles Hull (Δηθόλα 2) ην Ολόκαζε ηελ ηερληθή σο Stereolithography θαη έιαβε έλα δίπισκα επξεζηηερλίαο γηα ηελ ηερληθή ην Δηθόλα 2: Charles Hull Έλα ρξόλν κεηά ηελ απόθηεζε ηνπ δηπιώκαηνο επξεζηηερλίαο, ίδξπζε ηελ εηαηξία <3D Systems > θαη αλέπηπμε ηελ πξώηε εκπνξηθή κεραλή 3D Printing. Χζηόζν, ν όξνο 3D Printing εθείλε ηελ επνρή δε ρξεζηκνπνηήζεθε από ην κεράλεκα θαη νλνκαδόηαλ κόλν σο ζπζθεπή ζηεξενιηζνγξαθίαο. Καζώο ε ηερλνινγία ήηαλ πνιύ λέα, ε πξσηνπόξνο εηαηξία 3D Systems παξέδσζε ηελ πξώηε έθδνζε ηνπ κεραλήκαηνο κόλν ζε ιίγνπο επηιεγκέλεο πειάηεο θαη κε βάζε ηα ζρόιηα ηνπο, ε 3D Systems αλέπηπμε κηα βειηησκέλε έθδνζε πνπ νλνκάδεηαη SLA 250 (Δηθόλα 3), ε νπνία παξάγεηαη καδηθά θαη δηαηέζεθε ζην επξύ θνηλό ην ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 7

8 Δηθόλα 3: Ο πξώηνο 3D εθηππσηήο καδηθήο παξαγσγήο ηεο εηαηξίαο 3D systems. Γεθαεηία 1990 Σν 1992 κηα ζπζθεπή ζηεξενιηζνγξαθίαο θαηαζθεπαζκέλε από ηελ εηαηξία 3D systems, γηα πξώηε θνξά ζηεξενπνηεί κε ηε βνήζεηα ελόο laser UV έλα πγξό πνιπκεξέο, πνπ θηηάρλεη αληηθείκελα ζηηο 3 δηαζηάζεηο κε ηε κέζνδν ηεο ελαπόζεζεο πιηθνύ αλά επίπεδν. Ζ ζπζθεπή απηή παξόιν ην αηειέο απνηέιεζκα απνδεηθλύεη όηη κε ηε ζπγθεθξηκέλε κέζνδν κπνξνύλ λα θαηαζθεπαζηνύλ ηδηαηηέξα πνιύπινθεο δηαηάμεηο. Σν 1999 γηα πξώηε θνξά εκθπηεύεηαη ζε αζζελείο όξγαλν (Δηθόλα 4) θαηαζθεπαζκέλν εμ νινθιήξνπ ζε εξγνζηαζηαθό πεξηβάιινλ κε ηκήκαηα απηνύ λα είλαη πξντόληα από ηξηζδηάζηαην εθηππσηή. Ζ θαηλνηνκία απηή αλνίγεη λένπο νξίδνληεο ζηελ βηνηαηξηθή γηα δεκηνπξγία νξγάλσλ κεηακόζρεπζεο εμ νινθιήξνπ κε ηξηζδηάζηαηε εθηύπσζε. Δηθόλα 4: Όξγαλν κεηακόζρεπζεο κε ηκήκαηά ηνπ, πξντόληα 3D εθηύπσζεο. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 8

9 2000 έσο ήκεξα Σν 2005 θαηαζθεπάδεηαη ζην ηλζηηηνύην αλαγελλεηηθήο ηαηξηθήο <Wake forest> έλα πιήξεο ιεηηνπξγηθό λεθξό (Δηθόλα 5) από 3Γ εθηππσηή, ην όπνην είλαη ζε ζέζε λα θηιηξάξεη ην αίκα ελόο ελήιηθνπ δώνπ θαη λα κεηακνζρεπζεί ζε απηό κε ειάρηζηεο πηζαλόηεηεο απόξξηςεο από ηνλ νξγαληζκό ηνπ. Δηθόλα 5: ηηγκηόηππν από ηελ θαηαζθεπή λεθξνύ ζe ηλζηηηνύην αλαγελλεηηθήο ηαηξηθήο. To 2008 o βξεηαληθήο θαηαγσγήο Adrian Bowyer ζρεδηάδεη έλαλ ηξηζδηάζηαην εθηππσηή (Δηθόλα 6) πνπ παξέρεη ηε δπλαηόηεηα λα αλαπαξάγεη όια ηα ηκήκαηα ηνπ. Σν όξακα ηνπ Adrian θαη ηεο νκάδαο ηνπ είλαη ε δηάδνζε ηεο εθηύπσζεο ζηηο ηξεηο δηαζηάζεηο ζην επξύ θνηλό κε όζν ην δπλαηό ρακειόηεξν θόζηνο. Δηθόλα 6: Ο 3D εθηππσηήο πνπ έρεη ηε δπλαηόηεηα λα αλαπαξάγεη ην 85% ησλ ηκεκάησλ ηνπ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 9

10 ηα ηέιε ηνπ 2008 ε Makerbot, κηα εηαηξία παξαγσγήο πιηθώλ γηα ηξηζδηάζηαηνπο εθηππσηέο, αλνηθηνύ θώδηθα, ιαλζάξεη ζηελ αγνξά ησλ πξώην εθηππσηή εμαηξεηηθά ρακεινύ θόζηνπο(δηθόλα 7) γηα εξαζηηερληθή θπξίσο ρξήζε. Δηθόλα 7: Δθηππσηήο ηεο εηαηξίαο makerbot γηα νηθηαθή ρξήζε Σν 2009 ηδξύεηαη ε εηαηξία bespoke πνπ παξέρεη γηα πξώηε θνξά ζε αζζελή έλα πιήξεο πξνζζεηηθό πόδη θαηαζθεπαζκέλν εμ νινθιήξνπ ζε ηξηζδηάζηαην εθηππσηή (εηθόλα 8). Δηθόλα 8: Πξνζζεηηθό πόδη θαηαζθεπαζκέλν ζε 3D εθηππσηή ηεο εηαηξίαο Bespoke ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 10

11 Σν 2011 θαηαζθεπάδεηαη ην πξώην απηνθίλεην κε ην κεγαιύηεξν ηκήκα ησλ εμαξηεκάησλ ηνπ λα είλαη πξντόληα ηξηζδηάζηαηνπ εθηππσηή. Ζ θαλαδηθή εηαηξία korecologic κε ην όρεκα urbee επηρεηξεί ρξεζηκνπνηώληαο ηελ 3Γ ηερλνινγία λα θαηαζθεπάζεη έλα ππεξειαθξό, νηθνλνκηθό θαη θηιηθό πξνο ην πεξηβάιινλ όρεκα θαζεκεξηλήο ρξήζεο(εηθόλα 9). Δηθόλα 9: Σν ππεξειαθξό όρεκα πόιεο ηεο εηαηξίαο θνrelogic Δλδεηθηηθά αλαθέξεηαη όηη ζηα καθξνζθειή ζρέδηα ηεο εηαηξίαο ε ηηκή ηνπ αλακέλεηαη ζε πνιύ πξνζηηά επίπεδα, πεξίπνπ 15,000$, ελώ αμηνζεκείσην είλαη όηη θαηά ηα ηε δηαδηθαζία δνθηκώλ ην όρεκα έρεη πεηύρεη εληππσζηαθά απνηειέζκαηα νηθνλνκίαο, θαζώο έρεη επηηεπρζεί θαηαλάισζε θαπζίκνπ ηεο ηάμεσο 1ιη/θκ ζε ζπλζήθεο απηνθηλεηνδξόκνπ κε κέζε σξηαία ηαρύηεηα 100θκ/ώξα. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 11

12 1.3 Παξνύζα θαηάζηαζε Από ηελ αξρή ηνπ 21νπ αηώλα, ππήξμε κηα κεγάιε αύμεζε ζηηο πσιήζεηο απηώλ ησλ κεραλώλ ηξηζδηάζηαηεο εθηύπσζεο, θαη ε ηηκή ηνπο έρεη κεησζεί ζεκαληηθά. ύκθσλα κε ηελ Wohlers Associates, κηα εηαηξεία ζπκβνύισλ, ε αγνξά ησλ 3D εθηππσηέο θαη ππεξεζίεο άμηδε $ 2.2 δηζεθαηνκκύξηα δνιάξηα ζε όιν ηνλ θόζκν (Δηθόλα 10). 2,5 2 1,5 1 Οι πωληςεισ 3D εκτφπωτών και υπηρεςιών ςε διςεκατομφρια δολλάρια 0, Δηθόλα 10: Πσιήζεηο εθηππσηώλ θαη ππεξεζηώλ ζε δηζεθαηνκκύξηα δνιάξηα Παξαηεξείηαη όηη ππάξρεη αύμεζε ηδίξνπ ζηηο πσιήζεηο εθηππσηώλ θαη ππεξεζηώλ ηξηζδηάζηαηεο εθηύπσζεο θαηά 29% ζε ζρέζε κε ην νηθνλνκηθό έηνο 2011, ελώ από ην 2010 ηα δύν πξνζερή ε αύμεζε αγγίδεη ην εληππσζηαθό 63%. Γίλεηαη άκεζα αληηιεπηό όηη πξόθππηε γηα κηα αθκάδνπζα αγνξά πνπ βξίζθεη εθαξκνγή ζε νινέλα θαη πεξηζζόηεξνπο ηνκείο. ύκθσλα κε πξνβιέςεηο ζηα επόκελα 15 έηε αλακέλεηαη λα εθηνμεπηεί ε αμία ηεο αγνξάο ζηα 9 δηζεθαηνκκύξηα δνιάξηα (Δηθόλα 11). ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 12

13 Δηθόλα 11: Αλακελόκελε αμία αγνξάο ηελ πξνζερή 15εηία. Ζ ηξηζδηάζηαηε εθηύπσζε βξίζθεη εθαξκνγέο (Δηθόλα12) ζε ηνκείο όπσο: ε κεραλνινγία/βηνκεραλία ν εθπαηδεπηηθόο ηνκέαο θαη ε έξεπλα ε αξρηηεθηνληθή νη ηαηξηθέο / νδνληηαηξηθέο εθαξκνγέο ε θνζκεκαηνπνηία θαη άιιεο εθαξκνγέο αεξνλαππεγηθή ρξήζε ρόκπη (κνληειηζκόο, κηληαηνύξεο θηι) Δηθόλα 12: Σνκείο ρξήζεο 3D εθηύπσζεο ην 2012 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 13

14 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2:Σν ABS σο πξώηε ὐιε 3D εθηππσηή 2. 1 Ηδηόηεηεο ηνπ πιαζηηθνύ πιηθνύ ABS Σν πιαζηηθό πιηθό ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο ζηνπο ηξηζδηάζηαηνπο εθηππσηέο κε ρεκηθό ηύπν (C 8 H 8) x (C 4 H 6) y (C 3 H 3 Ν) δ) είλαη έλα θνηλό ζεξκνπιαζηηθό. Ζ ζεξκνθξαζία παιώδνπο κεηάπησζεο είλαη πεξίπνπ 105 C (221 F). Σν ABS (εηθόλα 13) είλαη άκνξθν θαη σο εθ ηνύηνπ δελ έρεη θαλέλα πξαγκαηηθό ζεκείν ηήμεσο. Δηθόλα 13: ΑΒS πιαζηηθό ζε κνξθή pellet Σν ABS είλαη έλα ηξηπνιπκεξέο πνπ γίλεηαη κε πνιπκεξηζκό ζηπξνιίνπ θαη αθξπινληηξηιίνπ παξνπζία πνιπβνπηαδηελίνπ. Οη αλαινγίεο κπνξνύλ λα πνηθίινπλ από 15 έσο 35% αθξπινληηξίιην, 5 έσο 30% βνπηαδηέλην θαη 40 έσο 60% ζηπξέλην. Σν απνηέιεζκα είλαη έλα καθξάο αιπζίδαο πνιπβνπηαδηέλην. Οη ληηξίιην νκάδεο από γεηηνληθέο αιπζίδεο, έιθνληαη κεηαμύ ηνπο θαη δεζκεύνπλ ηηο αιπζίδεο καδί, θάλνληαο ην ABS ηζρπξόηεξν από ην θαζαξό πνιπζηπξόιην. Σν ζηπξέλην δίλεη ζην πιαζηηθό κηα ιακπεξή, αδηαπέξαζηε επηθάλεηα. Σν βνπηαδηέλην, κηα ειαζηηθή νπζία, παξέρεη ειαζηηθόηεηα αθόκε θαη ζε ρακειέο ζεξκνθξαζίεο. Γηα ηελ πιεηνλόηεηα ησλ εθαξκνγώλ, ην ABS κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί κεηαμύ ησλ -20 θαη 80 C (-4 θαη 176 F), όπνπ νη κεραληθέο ηνπ ηδηόηεηεο κεηαβάιινληαη κε ηε ζεξκνθξαζία. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 14

15 2.2 Πεξηγξαθή ηνπ πξνβιήκαηνο Σν ABS πιαζηηθό πιηθό απνηειεί ηελ πξώηε ύιε ησλ ηξηζδηάζηαησλ εθηππσηώλ, όκσο δελ είλαη εθηθηή ε ρξήζε ηνπ ππό κνξθή pellet θαη απαηηείηαη δηαδηθαζία ζπξκαηνπνίεζεο, ώζηε λα απνθηήζεη ηε κνξθή λήκαηνο. Ζ κνξθή ηνπ λήκαηνο απαηηείηαη λα είλαη θπιηλδξηθήο δηαηνκήο, κε ηε δηάκεηξν λα παίξλεη ηηκέο 1,75mm (εηθόλα 14) θαη 3mm, αλάινγα κε ηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ εθηππσηή πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί (εηθόλα 15). Δηθόλα 14: Πιαζηηθό ABS 1,75mm κε ηελ κνξθή λήκαηνο Δηθόλα 15: Υξήζε θίηξηλνπ λήκαηνο ABS 1,75mm από 3D εθηππσηή ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 15

16 Ζ νινέλα θαη ζπρλόηεξε ρξήζε ησλ ηξηζδηάζηαησλ εθηππσηώλ, είηε γηα επαγγεικαηηθή είηε γηα εξαζηηερληθή ρξήζε, έρεη επηθέξεη ηελ αλάγθε γηα αλαδήηεζε πιαζηηθνύ λήκαηνο κεησκέλνπ θόζηνπο. ε έξεπλα αγνξάο πνπ δηεμήρζε ζε 170 ζεκεία πώιεζεο πιαζηηθνύ ABS ζην δηαδίθηπν ε κέζε ηηκή αγνξάο πνπ πξνέθπςε γηα 1kg λήκαηνο δηακέηξνπ 1,75mm είλαη 41,39$ (Δηθόλα 16). Δηθόλα 16: Μέζε ηηκή 1kg ABS ζε 170 ζεκεία πώιεζεο ηελ αληίπεξα όρζε ην θόζηνο ηνπ ABS ππό κνξθή pellet θπκαίλεηαη από 5$ έσο 15$/ kg κε κέζε ηηκή πώιεζεο ηα 6$/kg. Γίλεηαη άκεζα αληηιεπηό πώο ε κεηαπνίεζε ηεο πξώηεο ύιεο ζε κνξθή λήκαηνο παξνπζηάδεη αύμεζε 690% (Δηθόλα 17). Δηθόλα 17: Κόζηνο 1kg ABS πιαζηηθνύ ζε κνξθή pellet/λήκαηνο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 16

17 2.3 Τπάξρνπζεο θαηαζθεπέο Ο 83-ρξνλνο ακεξηθαλόο Hugh Lyman αληηιακβαλόκελνο ηελ ππεξθνζηνιόγεζε ζηε κεηαπνίεζε ηνπ πιαζηηθνύ ζε λήκα θαηαζθεύαζε κηα επηηξαπέδηα κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο αλνηρηνύ θώδηθα (εηθόλα 18), ώζηε λα κεηώζεη ην θόζηνο ιεηηνπξγίαο, δηαζέζηκε ζην επξύ θνηλό κέζσ δηαδηθηύνπ, ε όπνηα κεηέηξεπε ηα pellet ζε λήκα. Δηθόλα 18: Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο ηνπ Lyman Σα θπξηόηεξν όθεινο ηεο ζπγθεθξηκέλεο θαηαζθεπήο είλαη ε κείσζε ηνπ θόζηνπο ιεηηνπξγίαο ζε πνζνζηό 700% δηεπξύλνληαο αθόκα πεξηζζόηεξν ηνπο ηνκείο ρξήζεο, δίλνληαο ηε δπλαηόηεηα γηα θαηαζθεπή πξντόλησλ ρακεινύ θόζηνπο θαη παξέρνληαο ηελ επθαηξία γηα ρξήζε ηεο ηξηζδηάζηαηεο ηερλνινγίαο από νηθνλνκηθά αζζελέζηεξεο θνηλσληθέο νκάδεο. Ζ εμάπισζε ηεο ηξηζδηάζηαηεο εθηύπσζεο θαη ρξήζεο από κεγαιύηεξν αλζξώπηλν δπλακηθό δηεπξύλεη ηελ νηθνλνκηθή αγνξά ηεο 3D εθηύπσζεο κε απνηέιεζκα βειηησκέλα πξντόληα θαη ππεξεζίεο ζην άκεζν κέιινλ. Δπηπξνζζέησο κηα ηέηνηα θαηαζθεπή έρεη πνηθίια πεξηβαιινληηθά νθέιε, θαζώο πξνζθέξεη ηε δπλαηόηεηα αλαθύθισζεο ησλ εθηππσκέλσλ πξντόλησλ θαη επαλαρξεζηκνπνίεζεο ηνπ λήκαηνο γηα θαηαζθεπή λέσλ κνληέισλ. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 17

18 Μεηά ηελ θαηαζθεπή ηνπ Lyman αθνινύζεζαλ πνηθίιεο θαηαζθεπέο θπξίσο γηα εξαζηηερληθή ρξήζε όιεο κε θνηλό παξάγνληα ηε κείσζε ηνπ θόζηνπο ιεηηνπξγίαο ηεο ηξηζδηάζηαηεο εθηύπσζεο. Ζ κεραλή κε όλνκα filastruder (Δηθόλα 19) θαηαζθεπάζηεθε από ηνλ Tim Elmore θαη απεπζύλεηαη θπξίσο γηα νηθηαθή ρξήζε. Δηθόλα 19: Ζ κεραλή filastruder ηνπ Σηm Elmore Ζ αγνξά ηνπ είλαη δηαζέζηκε ζην επξύ θνηλό κέζσ δηαδηθηύνπ κε ην θόζηνο ηνπ λα αλέξρεηαη ζηα 270$. Ζ ζπγθεθξηκέλε θαηαζθεπή έρεη δπλαηόηεηα ζπξκαηνπνίεζεο 1kg abs πιαζηηθνύ ζε 12 ώξεο. Ζ κεραλή κε όλνκα filamaker είλαη δηαζέζηκε γηα αγνξά κέζσ δηαδηθηύνπ κε θόζηνο 800$. Υαξαθηεξηζηηθό ηεο ζπγθεθξηκέλεο θαηαζθεπήο ν ελζσκαησκέλνο θαηαζηξνθέαο (εηθόλα 20) γηα άκεζε αλαθύθισζε ησλ κε σθέιηκσλ εθηππώζεσλ, ώζηε λα ππάξρεη κεδακηλή ζπαηάιε πξώησλ πιώλ. Δηθόλα 20:Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο filamaker ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 18

19 Ζ εηαηξία filabot θαηαζθεύαζε θαη δηαζέηεη ηε δηθή ηεο κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο πιαζηηθνύ ABS γηα ηε δεκηνπξγία λήκαηνο από pellets (εηθόλα 21). Ζ ζπγθεθξηκέλε κεραλή έρεη δπλαηόηεηα ζπξκαηνπνίεζεο 0,5/m λήκαηνο αλά ιεπηό. Σν θόζηνο ηεο αλέξρεηαη ζηα 750$. Δηθόλα 21: Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο από ηελ filabot Δπηπξόζζεηα εθηόο από εκπνξηθέο θαηαζθεπέο, έρνπλ γίλεη θαη πιεζώξα πξνζπαζεηώλ από εξαζηηέρλεο γηα ηελ δεκηνπξγία κεραλώλ θαηαζθεπή λήκαηνο (Δηθόλα 22). Δηθόλα 22: Δξαζηηερληθέο θαηαζθεπέο γηα παξαγσγή λήκαηνο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 19

20 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3: Αξρηθό ζηάδην θαηαζθεπήο 4.1 Πξόηππν θαηαζθεπήο Ζ παξνύζα θαηαζθεπή πνπ θαηαζθεπάζηεθε ζηε ζπγθεθξηκέλε πηπρηαθή βαζίζηεθε ζε κηα θαηαζθεπή (Δηθόλα 23,24) ηνπ πξσηεξγάηε γηα ηε κείσζε ηνπ θόζηνπο ηεο ηξηζδηάζηαηεο εθηύπσζεο, Hill Lyman. H ζπγθεθξηκέλε θαηαζθεπή είλαη αλνηρηνύ θώδηθα γηα κε εκπνξηθή ρξήζε θαη δηαηίζεληαη δσξεάλ ζρέδηα θαη ζπκβνπιέο θαηαζθεπήο ηεο ζην δηαδηθηπαθό ηόπν Δηθόλα 23: To κνληέιν ζε ππνινγηζηηθό πξόγξακκα CAD Δηθόλα 24: Πξαγκαηηθή θαηαζθεπή κνληέινπ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 20

21 Ζ επηινγή ηεο ζπγθεθξηκέλεο θαηαζθεπήο σο πξνηύπνπ έγηλε ιόγσ: Σεο πνηόηεηαο θαηαζθεπήο πνπ είλαη ζε πςειά επίπεδα. Σεο πνηόηεηαο ηνπ παξαγόκελνπ λήκαηνο πνπ παξνπζηάδεη ηε κηθξόηεξε απόθιηζε από ηελ επηζπκεηή ηηκή ζε ζρέζε κε παξεκθεξείο θαηαζθεπέο. Σεο ηαρύηεηαο ζπξκαηνπνίεζεο πνπ αγγίδεη ηελ ηηκή ηνπ 0,5m λήκαηνο αλά ιεπηό 4.2 Πίλαθαο πξώησλ πιώλ θαηαζθεπήο Σα πιηθά πνπ απαηηήζεθαλ γηα ηελ θαηαζθεπή ηεο κεραλήο παξαγσγήο λήκαηνο δηακέηξνπ 1,75mm παξαζέηνληαη ζηνλ πίλαθα 1. AA ΣΔΜ Πεξηγξαθή Λεπηνκέξεηεο Ζιεθηξνληθά είδε 1 1 Σξνθνδνηηθό V Ηζρύο 60W, κέγηζην ξεύκα 5ampere 2 1 PID ειεγθηήο ζεξκνθξαζίαο 220V C 3 1 Solid state relay 25A 4 2 Αλεκηζηήξεο DC 12v 0.17w 5 1 Διεγθηήο ζηνθώλ DC θηλεηήξα 10A 6 2 Γηαθόπηεο 16amp 2 πηλ 16amp 2 πηλ 7 1 Θεξκνδεύγνο ηύπνπ Κ C Ζιεθηξηθά είδε 8 1 Φηο αξζεληθό (γσλία) *1.5κκ θαιώδην(m) 10 1 Αθξνδέθηεο κνλσκέλνη 11 1 Αληίζηαζε 40*40mm ηζρύο 250W 12 1 Μνηέξ παινθαζαξηζηήξσλ απηνθηλήηνπ ηζρύο 30w, DC 12V 13 2 θιεκα θαισδίσλ 14 5 θαιώδην 1.5mm κνλόθισλν(m) κπιε, θαθέ, θίηξηλν Τδξαπιηθά είδε 15 1 ηάπα νξεηράιθηλε 1/2in 16 1 πζηνιή νξεηρ.1 ζε 1/2 in ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 21

22 17 1 Mαζηόο νξεηρ. 1 ζε 1/2 in 18 1 Μνπθα ζηδεξέληα 1 in L=*40mm 19 1 σιελνκαζηόο 1/2 in καύξνο L=*80mm 20 1 σιελνκαζηόο 1/2 in Γαιβαληδε L=*120mm 21 3 Φιάληδεο γαιβαληδέ βηδσηέο 1/2 in Μεραλνινγηθά είδε 22 4 Βίδεο Μ12 *70mm 23 4 Πεξηθόριηα Μ Βίδεο Μ8*70mm 25 6 Πεξηθόριηα Μ Βίδεο Μ6*40mm 27 2 Πεξηθόριηα Μ Βίδεο Μ4*40mm 29 2 Πεξηθόριηα Μ Βίδεο Μ5 *50mm 31 3 Πεξηθόριηα Μ Ξπιόβηδεο Μ4*25κκ Ξπιόβηδεο Μ4*20κκ 34 4 Βίδεο Μ3 *30mm Inox 35 2 Νηίδα Μ3* 300mm Πεξηθόριηα αζθαιείαο Μ Ρνδέιεο Μ5, Μ θύιιν πεξκαλίηε (m₂) πάρνο 2κκ 39 1 ηξππάλη μύινπ νθηνεηδέο 16x450mm 40 1 ξνπιεκάλ 2ζθαηξό 12/32mm 41 4 Αζθάιεηεο Φ32,Φ Αιπζίδα 8κκ'' 1.5m 43 1 Αιπζνηξνρόο κνλόο 8κκ κε πιήκλε Ε= Αιπζνηξνρόο κνλόο 8κκ κε πιήκλε Ε=8 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 22

23 45 2 ζηήξηγκα αλεκηζηήξσλ Φ80mm 46 1 ιακαξίλα inox 4mm 300*300mm βάζε ζηήξημεο 47 1 ιακαξίλα inox 3mm 500*500mm βάζεο ζηήξημεο 48 1 ιακαξίλα γαιβαληδέ *300 mm ρσλί ππνδνρήο ABS Παξειθόκελα 49 1 fiberglass 4mm 300*400mm 50 1 Ξύιν θόληξα πιαθέ 12mm 200*300mm 51 1 Ξύιν θόληξα πιαθέ 18mm 400* Βάζε ζηήξημεο PVC 53 1 Απηνθόιιεηα αζθαιείαο Πίλαθαο 1: Πξώηεο ύιεο θαηαζθεπήο 4.3 Αξρή ιεηηνπξγίαο θαηαζθεπήο Ζ βαζηθή αξρή ιεηηνπξγίαο γηα ηελ θαηαζθεπή λήκαηνο ABS θαηάιιειν γηα ρξήζε ζε 3D εθηππσηή είλαη αξρηθά ε παξνρή ηνπ πιαζηηθνύ ζε έλα κεηαθνξηθό θνριία, κέζσ ελόο ηξαπεδνεηδνύο ζρήκαηνο ρσληνύ. ηε ζπλέρεηα ν κεηαθνξηθόο θνριίαο πεξηζηξεθόκελνο από έλα δεύγνο αιπζνηξνρώλ, σζεί ηα pellet πιαζηηθνύ κέζα από έλα θπιηλδξηθήο δηαηνκήο ζσιήλα ν νπνίνο ζεξκαίλεηαη κέζσ κηαο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο. Ζ ζεξκνθξαζία δηαηεξείηαη ζηαζεξή κε ηε βνήζεηα ελόο ςεθηαθνύ ειεγθηή ζεξκνθξαζίαο. ηελ ζπλέρεηα ην πιαζηηθό θαζώο ζεξκαίλεηαη έσο ζην ζεκείν ηήμεσο ηνπ, κεηαβάιεη ηελ θαηάζηαζε ηνπ από ζηεξεή ζε πγξή, σζνύκελν από ηνλ κεηαθνξηθό θνριία θαη ππνρξεώλεηαη λα εμέιζεη από έλα αθξσθύζην δηακέηξνπ 1.75mm παξάγνληαο έηζη ην επηζπκεηό λήκα, έηνηκν γηα ρξήζε ζε 3D εθηππσηή. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 23

24 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4: Λεπηνκέξεηεο θαηαζθεπήο 4.1 Παξνπζίαζε δηαδηθαζίαο πινπνίεζεο Βάζε ζηήξημεο Ζ θαηαζθεπή ηεο βάζεο ζηήξημεο απνηειείηαη από 4 ηεκάρηα. Γηα ην νξηδόληην ηκήκα ηεο βάζεο επηιέρζεθε μύιν ηύπνπ θνληά πιαθέ ζαιάζζεο πάρνπο 18mm. ην θάζεην ηκήκα ηεο βάζεο ρξεζηκνπνηήζεθε fiberglass 4mm πάρνπο (εηθόλα 25), γηα ιόγνπο αηζζεηηθνύο θαη ιόγσ ησλ κεραληθώλ ηδηνηήησλ πνπ παξνπζηάδεη ην ζπγθεθξηκέλν πιηθό, νη νπνίεο είλαη ε κεγάιε αληνρή ζε ζρέζε κε ην κηθξό βάξνο, κεγάιε αληίζηαζε ζηε δηάβξσζε, αδηαβξνρνπνίεζε, πςειό κέηξν ειαζηηθόηεηαο (πνιύ πςειόηεξν από ην μύιν, ηα κέηαιια θαη ην ηζηκέλην), εμαηξεηηθά κεγάιε αληίζηαζε ζηε ζεξκόηεηα θαζώο δηαηεξεί ζηαζεξέο δηαζηάζεηο ζε ζεξκνθξαζίεο έσο θαη 600 ν C. Δηθόλα 25: Fiberglass 4mm θαη θόληξα πιαθέ 18mm ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 24

25 Δπηπιένλ ηνπνζεηήζεθαλ δύν θάζεηα ηεκάρηα μύινπ θόληξα πιαθέ 12mm γηα ηελ ζηήξημε ηνπ fiberglass ζην νξηδόληην ηκήκα ηεο βάζεο. Σα θάζεηα ηεκάρηα θόπεθαλ κε ηελ βνήζεηα δηζθνπξίνλνπ ζε δηαζηάζεηο 10*25cm (εηθόλα 26). Δηθόλα 26: Κνπή ηεκαρίσλ γηα ην θάζεην ηκήκα ηεο βάζεο Σν fiberglass θόπεθε ζε δηαζηάζεηο 35*25cm(εηθόλα 27) ελώ ην μύιν πνπ ηνπνζεηήζεθε νξηδόληηα ζε 45*35cm. Δηθόλα 27:Κνπή Fiberglass ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 25

26 ην νξηδόληην ηκήκα ηνπνζεηήζεθαλ πιαζηηθό πιηθό (Δηθόλα 28) γηα ηελ νξζή ζηήξημε ηεο θαηαζθεπήο. ηέζζεξηο βάζεηο ζηήξημεο από PVC Δηθόλα 28: Βάζεηο ζηήξημεο από PVC To fiberglass ζηεξίρζεθε κε 6 βίδεο μύινπ M4*25mm (εηθόλα 29) ζηα θάζεηα ηεκάρηα ηνπ θόληξα πιαθέ πάρνπο 12mm. Δηθόλα 29: Σνπνζέηεζε ηνπ fiberglass ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 26

27 Δπηπιένλ ηνπνζεηήζεθε πεξηκεηξηθά απηνθόιιεηε ζεξκαηλόκελε ηαηλία μύινπ γηα αηζζεηηθνύο ιόγνπο (εηθόλα30). Δηθόλα 30: Σνπνζέηεζε ζεξκαηλόκελεο ηαηλίαο μύινπ Ζ θαηαζθεπή ηεο μύιηλεο βάζεο νινθιεξσκέλε(εηθόλα 31). Δηθόλα 31: Ζ βάζε ηεο θαηαζθεπήο νινθιεξσκέλε ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 27

28 Ζιεθηξηθό θύθισκα Σν ειεθηξηθό θύθισκα πνπ επζύλεηαη γηα ηελ ηξνθνδνζία, ηνλ έιεγρν θαη ηελ νξζή ιεηηνπξγία ηεο κεραλήο ζρεδηάζηεθε κε ην ππνινγηζηηθό πξόγξακκα ΟrCAD. To νrcad είλαη έλα πξόγξακκα ζρεδηαζκνύ ειεθηξηθώλ θαη ειεθηξνληθώλ θπθισκάησλ (εηθόλα 32). Δηθόλα 32: Γξαθηθό πεξηβάιινλ ηνπ πξνγξάκκαηνο orcad To ινγόηππν ηεο εηαηξίαο orcad(εηθόλα 33). Δηθόλα 33: Λνγόηππν εηαηξίαο orcad ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 28

29 Κπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 29

30 ύκθσλα κε ηελ αξίζκεζε (1-11) ζην δηάγξακκα ηεο ειεθηξηθήο εγθαηάζηαζεο (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1), ην εμάξηεκα 1 είλαη ην θαιώδην ηξνθνδνζίαο AC 220v ζηελ θαηαζθεπή καο. Απνηειείηαη από 1,5m θαιώδην 3*1,5mm θαη κηα πξίδα ζνύθν γσληαθήο ζρεδίαζεο(εηθόλα 34). Δηθόλα 34: Καιώδην ηξνθνδνζίαο ΑC 220V ηελ ζπλέρεηα ρξεζηκνπνηείηαη έλα ηξνθνδνηηθό ζπλερνύο ξεύκαηνο (DC) 12V κέγηζηεο ηζρύνο 60watt (εηθόλα 35) θαη κέγηζηεο έληαζεο ξεύκαηνο 5 Α. Σα ειεθηξηθά θνξηία πνπ ζπλδένληαη ζε απηό (κνηέξ, αλεκηζηήξεο) έρνπλ ζπλνιηθή ηζρύο 35watt. H επηινγή κεγαιύηεξνπ ηξνθνδνηηθνύ έγηλε, ώζηε λα επηκεθπλζεί ε δηάξθεηα δσήο ηνπ. Δηθόλα 35: Σξνθνδνηηθό DC V ηζρύνο 60watt ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 30

31 To ηξίην εμάξηεκα (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1) απνηειεί ηελ θηλεηήξηα πεγή ηεο θαηαζθεπήο. Πξόθεηηαη γηα έλα θηλεηήξα ζηαζεξνύ ξεύκαηνο (DC) 12V πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην κεραληζκό θίλεζεο ησλ παινθαζαξηζηήξσλ ησλ απηνθηλήησλ. Σα ηερληθά ραξαθηεξίζηεθα ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ θηλεηήξα είλαη ηα εμήο: Ηζρύο 30watt 2 ηαρύηεηεο 70/90rpm Μέγηζηε ξνπή κε θνξηίν 5ΝΜ Ζ επηινγή ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ θηλεηήξα (εηθόλα 36) έγηλε κε γλώκνλα ηε δηαηήξεζε ηνπ θόζηνπο ζε ρακειά επίπεδα θαζώο αγνξάζζεθε κεηαρεηξηζκέλν. Σν ζπγθεθξηκέλν κνηέξ είλαη από απηνθίλεην ηεο γεξκαληθήο απηνθηλεηνβηνκεραλίαο AUDI. Πξνηηκήζεθε γηα ιόγνπο πνηόηεηαο θαηαζθεπήο θαη δηάξθεηαο δσήο έλαληη θζελόηεξσλ επηινγώλ από ηελ Άπσ Αλαηνιή. Δηθόλα 36: Σν κνηέξ παινθαζαξηζηήξσλ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 31

32 Γηα ηε δηεπθόιπλζε ηεο ζπλδεζκνινγίαο, ηνπνζεηήζεθε ζην ζώκα ηνπ θηλεηήξα κηα θιέκα ζύλδεζεο θαισδίσλ ηεζζάξσλ ζέζεσλ θαζώο θαη γείσζε πξνζηαζίαο (εηθόλα 37) από ην κνηέξ ζε κεδεληθό δπλακηθό κε ηελ βνήζεηα δύν βηδώλ Μ4*15mm. Δηθόλα 37: Γείσζε πξνζηαζίαο θαη θιέκα θαισδίσλ 4 ζέζεσλ To εμάξηεκα λν4 (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1) είλαη ε πεγή ζεξκόηεηαο πνπ έρεη σο ζθνπό ηελ αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ζε ηέηνηα ηηκή, ώζηε ε κεηαθεξόκελε από ηνλ θνριία πνζόηεηα ΑΒS λα πεξλά από ηε ζηεξεά ζηελ πγξή θάζε. Ζ ζπγθεθξηκέλε ειεθηξηθή αληίζηαζε (εηθόλα 38) έρεη κεγάιε αληνρή ζηε δηάβξσζε. Σα θαιώδηα πεξηθιείνληαη από ζηδεξέλην πιέγκα κε κεγάιε κεραληθή αληνρή θαη ηέινο ε ζεξκνθξαζία ηεο κπνξεί λα θηάζεη έσο θαη ηνπο 350 C. Ζ δηαζηάζεηο ηηο είλαη 40*40κκ θαη ε ηζρύο ηεο 250watt. Δηθόλα 38: Ζ ειεθηξηθή αληίζηαζε πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 32

33 To εμάξηεκα λν5 (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1) είλαη έλαο ςεθηαθόο ειεγθηήο ζεξκνθξαζίαο (PID) (εηθόλα 39). To ζπγθεθξηκέλν όξγαλν αλαιακβάλεη ηε δηαηήξεζε ηεο ζεξκνθξαζία ζηελ ηηκή πνπ ηνπ νξίδεη ν ρξήζηεο. Δηθόλα 39: Ο ειεγθηήο ζεξκνθξαζίαο ηνπνζεηεκέλνο Ζ αξρή ιεηηνπξγίαο είλαη όηη ιακβάλεη κέζσ ελόο αηζζεηήξα πνπ ζπλδέεηαη ζηνπο αθξνδέθηεο 3 θαη 4 (εηθόλα 40) ηελ ζεξκνθξαζία ηεο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο κε πεξίνδν δεηγκαηνιεςίαο δύν κεηξήζεηο αλά δεπηεξόιεπην θαη ηελ ζπγθξίλεη κε ηελ ηηκή πνπ έρεη ξπζκίζεη ν ρξήζηεο. ε πεξίπησζε πνπ ε ηηκή δεηγκαηνιεςίαο είλαη κηθξόηεξε από ηελ ηηκή ξύζκηζεο ελεξγνπνηεί ηνπ αθξνδέθηεο 6 θαη 8 (εηθόλα 40) πνπ κέζσ ελόο ξειέ ζέηνπλ ζε ιεηηνπξγία ηελ ειεθηξηθή αληίζηαζε. Απηό ν απηνκαηηζκόο καο επηηξέπεη λα δηαηεξνύκε ηελ ζεξκνθξαζία ζε ζηαζεξή ηηκή κε απόθιηζε +-1 κε 2 βαζκνύο Κειζίνπ. Δηθόλα 40: Κύθισκα αθξνδεθηώλ ηνπ ειεγθηή ζεξκνθξαζίαο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 33

34 Σα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ειεγθηή είλαη ηα εμήο: Γπλαηόηεηα ρξήζεο 10 δηαθνξεηηθώλ αηζζεηήξσλ (K,S,Wre,T,E,J,B,N,CU50,PT100) Γπλαηόηεηα ρξήζεο ζε εύξνο ζεξκνθξαζίαο {-50 έσο C} Αθξίβεηα έιεγρνπ ζεξκνθξαζίαο 0,1 C Μεδακηλή θαηαλάισζε ελέξγεηαο To εμάξηεκα λν6 (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1) απνηειεί ηνλ αηζζεηήξα πνπ επζύλεηαη γηα ηελ ζπλερήο δεηγκαηνιεςία ηεο ζεξκνθξαζίαο ηεο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο. Σν ζεξκνδεύγνο (εηθόλα 41), απνηειείηαη από δπν αλόκνηνπο κεηαιιηθνύο αγσγνύο πνπ είλαη ζπλδεδεκέλνη (ζπληεγκέλνη) ζε έλα άθξν. Όηαλ ζεξκάλνπκε απηό ην θνηλό άθξν, ηόηε εκθαλίδεηαη δηαθνξά δπλακηθνύ αλάκεζα ζηνπο δύν κεηαιιηθνύο αγσγνύο. Απηή ε δηαθνξά δπλακηθνύ πξνβάιιεηαη από ηνλ ειεγθηή ζεξκνθξαζίαο κε ηελ κνξθή βαζκώλ Κειζίνπ θαζώο είλαη βαζκνλνκεκέλν αλάινγα. Δηθόλα 41: Σν ζεξκνδεύγνο ηύπνπ Κ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 34

35 To εμάξηεκα λν7 (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1) είλαη έλα ξειέ ζηεξεάο θαηάζηαζεο (εηθόλα 42). Σν ξειέ ζηεξεήο θαηάζηαζεο είλαη κηα ειεθηξνληθή ζπζθεπή, ζηελ όπνηα έλα ζήκα ειέγρνπ ειέγρεη έλα κεγαιύηεξν ξεύκα θνξηίνπ ή ηάζεο. Απνηειείηαη από έλαλ αηζζεηήξα πνπ αληαπνθξίλεηαη ζε κηα θαηάιιειε είζνδν (ζήκα ειέγρνπ) θαη θάπνην κεραληζκό ζύδεπμεο, γηα λα κπνξέζεη ην ζήκα ειέγρνπ λα ελεξγνπνηήζεη ηελ ζπζθεπή πνπ είλαη ζπλδεδεκέλε ζηελ έμνδν ηνπ ξειέ, ρσξίο κεραληθά κέξε. Σν ζπγθεθξηκέλν ειεθηξνληθό ξειέ πξνηηκήζεθε έλαληη ελόο κεραληθνύ ξειέ γηαηί: Γελ έρεη θηλνύκελα κέξε Δληειώο αζόξπβε ιεηηνπξγία Απμεκέλε δηάξθεηα δσήο Σαρύηεξν, θαζώο έρεη ηελ δπλαηόηεηα λα αλνίγεη/θιείλεη ζε κόιηο 1κο. Δηθόλα 42: Σν ειεθηξνληθό ξειέ ηνπνζεηεκέλν ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 35

36 Σν κνλαδηθό κεηνλέθηεκα ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ξειέ είλαη νη απμεκέλεο ζεξκνθξαζίεο ιεηηνπξγίαο. Γηα ηελ επίιπζε ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ πξνβιήκαηνο, ρξεζηκνπνηήζεθε έλαο αλεκηζηήξαο 80mm ζηαζεξνύ ξεύκαηνο DC ηάζεο 12V παξνρήο 50m3 αλά ώξα, ν όπνηνο ηνπνζεηήζεθε ζε βάζε ζηήξημεο κε ηε ρξήζε βηδώλ μύινπ Μ4*25mm (εηθόλα 43). Με ηε ζπγθεθξηκέλε πξνζζήθε ζε κεηξήζεηο ζεξκνθξαζίαο πνπ έγηλαλ ζην ξειέ παξαηεξήζεθε κείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ιεηηνπξγίαο θαηά 7 βαζκνύο Κειζίνπ. Δηθόλα 43: Βάζε θαη αλεκηζηήξαο ςύμεο ειεθηξνληθνύ ξειέ To εμάξηεκα λν8 (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1) απνηειεί έλαλ ειεγθηή ζηξνθώλ δηακόξθσζεο πιάηνπο παικνύ (PWM) γηα θηλεηήξα ζπλερνύο ξεύκαηνο DC (εηθόλα 44). Σα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ είλαη ηα εμήο: Μέγηζηε έληαζε ξεύκαηνο 10 Α Γπλαηόηεηα ρξήζεο ζε θηλεηήξεο 12/24/36V Γπλαηόηεηα έιεγρνπ ζπζθεπώλ ζπλνιηθήο ηζρύνο έσο 200w Δηθόλα 44: Διεγθηήο ζηξνθώλ DC θηλεηήξα PWM ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 36

37 To εμάξηεκα λν9 θαη λν11 (θπθισκαηηθό δηάγξακκα θαηαζθεπήο 1) είλαη δύν αλεκηζηήξεο ζηαζεξνύ ξεύκαηνο DC 12V (εηθόλα 45) κε παξνρή 50m3 αέξα αλά ώξα. Ζ ρξήζε ηνπ ελόο είλαη γηα ςύμε ηνπ ξειέ(εηθόλα 45). Δηθόλα 45: Οη αλεκηζηήξεο ςύμεο κε ηηο βάζεηο ηνπο Ο δεύηεξνο αλεκηζηήξαο (εηθόλα 46) ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηε ςύμε ηνπ λήκαηνο πνπ βγαίλεη από ην αθξσθύζην. Δηθόλα 46: Σνπνζέηεζε αλεκηζηήξα γηα ςύμε λήκαηνο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 37

38 Tα δύν ηεκάρηα ηνπ εμαξηήκαηνο λν10 είλαη νη δηαθόπηεο (εηθόλα 47) έιεγρνπ ηεο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο θαη ηνπ θηλεηήξα ζπλερνύο ξεύκαηνο ηεο θαηαζθεπήο. Δηθόλα 47: Οη δηαθόπηεο 2 ζέζεσλ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ ηνπνζεηεκέλνη Δπηπιένλ γηα ηελ θαηαζθεπή ηνπ ειεθηξηθνύ θπθιώκαηνο (εηθόλα 49) ρξεζηκνπνηήζεθαλ θιέκεο ζύλδεζεο θαισδίσλ θαη κνλσκέλνη αθξνδέθηεο, νπνύ θξίζεθαλ απαξαίηεηνη (εηθόλα 48). Δηθόλα 48: Κιέκα ζύλδεζεο θαισδίσλ θαη αθξνδέθηεο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 38

39 Δηθόλα 49: Σν ειεθηξηθό θύθισκα ηνπνζεηεκέλν ζηελ βάζε ζηήξημεο Κπξίσο ηκήκα extruder Γηα ην βαζηθό ηκήκα ηνπ extruder (εηθόλα 50) ρξεζηκνπνηήζεθαλ θπξίσο νξεηράιθηλα εμαξηήκαηα από πδξαπιηθά είδε. Ζ ρξεζηκνπνίεζε ηνπο δελ ελδείθλπηαη γηα ηε ζπγθεθξηκέλε θαηαζθεπή θαζώο παξνπζηάδνπλ πνιιέο θαηαζθεπαζηηθέο δπζκνξθίεο πνπ αλαιύνληαη ζην πέκπην θεθάιαην. Ο βαζηθόο ιόγνο απηήο ηεο επηινγήο είλαη ε δηαηήξεζε ηνπ θόζηνπο θαηαζθεπήο ζε ρακειά επίπεδα. Δηθόλα 50: Σν θπξίσο ηκήκα ζε ζρεδηαζηηθό πξόγξακκα CAD ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 39

40 Αλαιπηηθόηεξα ηα εμαξηήκαηα ηνπ θπξίσο ηκήκαηνο ηεο κεραλήο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ (εηθόλα 51) παξνπζηάδνληαη παξαθάησ, κε αξίζκεζε εμαξηεκάησλ ζύκθσλα κε ηνλ πηλάθα πξώησλ πιώλ (Πίλαθαο 1). Δηθόλα 51: Σν θπξίσο ηκήκα ηνπ extruder κε αξηζκεκέλα ηα εμαξηήκαηα ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 40

41 Σν εμάξηεκα 15 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) είλαη κηα νξεηράιθηλε ηάπα ζειπθνύ ζπεηξώκαηνο δηακέηξνπ 1/2in πνπ ρξεζηκνπνηείηαη σο αθξσθύζην. Έγηλε ηξύπα δηακέηξνπ 1,80κκ (εηθόλα 52), ώζηε λα δηακνξθώλεη ηελ επηζπκεηή δηάκεηξν ηνπ λήκαηνο ζε απηήλ ηελ δηάζηαζε. Δηθόλα 52: Σξύπεκα δηακέηξνπ 1,80mm ζηελ ηάπα/αθξσθύζην Σν εμάξηεκα 16 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) είλαη κηα ζπζηνιή νξεηράιθηλε από 1in ζε 1/2in. Σν εμάξηεκα 17 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) είλαη έλαο νξεηράιθηλνο καζηόο από 1/2in ζε 1 in. Σν 18(εηθόλα 51/πίλαθαο 1) απνηειεί κηα ζηδεξέληα κνύθα δηακέηξνπ 1in θαη κήθνπο 45mm. Σέινο ην εμάξηεκα 16 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) είλαη έλαο ραιύβδηλνο καύξνο ζσιελνκαζηόο κήθνπο 80mm θαη δηακέηξνπ 1/2in (εηθόλα 53). Δηθόλα 53:Tα εμαξηήκαηα ηνπ εκπξόζζηνπ ηκήκαηνο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 41

42 Γηαθξίλεηαη ζηελ εηθόλα 53 έλα πεξηθόριην Μ8 (λν 25) πνπ ζπγθνιιήζεθε, ώζηε λα δηεπθνιύλεη ηελ ζηήξημε ηνπ ζεξκνδεύγνπο γηα ηνλ έιεγρν ηεο ζεξκνθξαζίαο. Σα ηξία ζε αξηζκό εμαξηήκαηα 21 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) απνηεινύλ θιάληδεο ραιύβδηλεο γαιβαληζκέλεο βηδσηέο κε ζπείξσκα 1/2in. ηε ζπλέρεηα γηα ην δηαρσξηζκό ηνπ ζεξκνύ ηκήκαηνο ηεο κεραλήο από ην ςπρξό ρξεζηκνπνηήζεθε γηα κνλσηηθό πιηθό θύιιν πεξκαλίηε 2mm (εηθόλα 51/πίλαθαο 1), ην νπνίν ραξάρηεθε θαη θόπεθε ζηηο δηαζηάζεηο ηεο ραιύβδηλεο θιάληδαο (εηθόλα 54). Δηθόλα 54: Ζ ραιύβδηλε θιάληδα θαη ε κόλσζε 2mm από πεξκαλίηε Γηα ηελ ζύζθηγμε ησλ θιαληδώλ θαη ηνπ κνλσηηθνύ πιηθνύ ρξεζηκνπνηήζεθαλ 4 θνριίεο θαη πεξηθόριηα Μ12. ηελ ζπλέρεηα ην εμάξηεκα 20 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) είλαη έλαο ραιύβδηλνο ζσιελνκαζηόο ζπλνιηθνύ κήθνπο 120mm θαη δηακέηξνπ ½ in. ην ζσιελνκαζηό αθαηξέζεθε από ην πάλσ κέξνο ηκήκα δηαζηάζεσλ 15mmΥ60mm (εηθόλα 55), ώζηε λα ηνπνζεηεζεί ην ρσλί ππνδνρήο ηνπ ABS πιαζηηθνύ. Δηθόλα 55: Κνπή ζσιελνκαζηνύ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 42

43 Σν εμάξηεκα 48 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) είλαη ην ρσλί ππνδνρήο ηνπ ABS πιαζηηθνὐ (εηθόλα 56). Καηαζθεπάζηεθε από ιακαξίλα γαιβαληδέ πάρνπο 0,7mm, νπνύ ηα επηκέξνπο ηκήκαηα ζπγθνιιήζεθαλ κε ζεκεηαθή ζπγθόιιεζε (ειεθηξνπόληα). Δηθόλα 56: Σν ρσλί ππνδνρήο ηνπ ABS H θόιιεζε ηνπ ρσληνύ κε ην ζσιελνκαζηό έγηλε κε θαζζηηεξνθόιιεζε(εηθόλα57). Δηθόλα 57: ηηγκηόηππν θαηά ηελ δηαδηθαζία θαζζηηεξνθόιιεζεο ρσληνύ/ζσιελνκαζηνύ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 43

44 Σν εμάξηεκα 40 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) απνηειεί ην έδξαλν θύιηζεο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηε κείσζε ηεο ηξηβήο θαηά ηελ πεξηζηξνθή ηνπ θνριία κεηαθνξάο ηνπ πιαζηηθνύ. Ζ επηινγή ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ εδξάλνπ θύιηζεο έγηλε κε γλώκνλα ηελ πνηόηεηα θαηαζθεπήο, ηηο δηαζηάζεηο θαη ηε ζπκπεξηθνξά ζηελ ηαιάλησζε. Δπηιέρζεθε(εηθόλα 58) ινηπόλ κε δηαζηάζεηο 12mm εζσηεξηθή δηάκεηξν, 32mm εζσηεξηθή δηάκεηξν, κέγηζηε ζηαηηθή θόξηηζε 600kg θαη κε δύν ζεηξέο ζθαηξηδίσλ ώζηε λα απμεζεί ε επηθάλεηα επαθήο κε ηνλ κεηαθνξηθό θνριία γηα λα κεησζνύλ νη ηαιαληώζεηο θαζώο ν θνριίαο δελ εδξάδεηαη ζην εκπξόζζην ηκήκα. Δηθόλα 58:Σν έδξαλν θύιηζεο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε Γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ εδξάλνπ θξίζεθε απαξαίηεηε ε ειεθηξνζπγθόιιεζε ελόο ραιύβδηλνπ ηκήκαηνο (εηθόλα 59) πάλσ ζηελ ηξίηε βηδσηή θιάληδα ηεο θαηαζθεπήο (εμάξηεκα21/εηθόλα 51). Δηθόλα 59: Ζιεθηξνζπγθόιιεζε ραιύβδηλνπ ηκήκαηνο ζηελ βηδσηή θιάληδα ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 44

45 ηε ζπλέρεηα κε θαηεξγαζία ηόξλεπζεο(εηθόλα 60) επηηεύρζεθε ε επηζπκεηή εζσηεξηθή δηάκεηξνο, ε νπνία είλαη όζν ε εμσηεξηθή δηάκεηξνο ηνπ εδξάλνπ θύιηζεο, δειαδή 32mm. Δηθόλα 60: ηηγκηόηππα από ην άλνηγκα νπήο 32mm γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ εδξάλνπ θύιηζεο Δπηπξόζζεηα έγηλε εζσηεξηθή απιάθσζε γηα ηελ ππνδνρή αζθάιεηαο εμσηεξηθήο δηακέηξνπ 34mm θαη εζσηεξηθήο 30mm, ώζηε λα εθκεδεληζηεί ε πεξίπησζε νπηζζνρώξεζεο ηνπ εδξάλνπ θύιηζεο. Παξαθάησ (εηθόλα 61) δηαθξίλεηαη ε ηειηθή κνξθή κε ην έδξαλν θύιηζεο θαη ηελ αζθάιεηα ηνπνζεηεκέλα. Δηθόλα 61: Σν έδξαλν θύιηζεο θαη νη αζθάιεηεο ηνπνζεηεκέλα ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 45

46 Σν εμάξηεκα 39 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) απνηειεί ηνλ θνριία κεηαθνξάο ηνπ πιαζηηθνύ πιηθνὐ από ην ρσλί πξνο ην αθξσθύζην. Πξόθεηηαη γηα ηξππάλη μύινπ δηακέηξνπ Φ16mm θαη ζπλνιηθνύ κήθνπο 460κκ (εηθόλα 62). Δηθόλα 62:Σν ηξππάλη μύινπ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε ζαλ θνριίαο κεηαθνξάο Σν ηξππάλη ππέζηε θαηεξγαζία ηόξλεπζεο ζην νπίζζην ηκήκα ηνπ, ώζηε λα επηηεπρζεί δηάκεηξνο 12mm. Ζ αθξίβεηα ζηελ ζπγθεθξηκέλε θαηεξγαζία ήηαλ ηεο ηάμεσο +-0,02mm, ώζηε λα ππάξρεη νξζή εθαξκνγή κε ην έδξαλν θύιηζεο πνπ είρε εζσηεξηθή δηάκεηξν 12mm. Γηα ηελ επίηεπμε απηήο ηεο αθξίβεηαο έγηλε ρξήζε κηθξνκέηξνπ (εηθόλα 63). Δηθόλα 63:Σόξλεπζε θαη κηθξνκέηξεζε θνριία ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 46

47 Σέινο, ηα εμαξηήκαηα 46/47 (εηθόλα 51/πίλαθαο 1) απνηεινύλ ηηο βάζεηο ζηήξημεο ηνπ θπξίσο ηκήκαηνο ηεο κεραλήο πάλσ ζηελ μύιηλε βάζε. Ζ θαηαζθεπή ηνπο έγηλε από αλνμείδσηε ιακαξίλα πάρνπο 3-4mm, όπνπ έγηλαλ νπέο δηακέηξνπ 12mm γηα ηελ ζηήξημε ζην θάησ κέξνο ησλ βηδσηώλ θιαληδώλ 1/2in (εηθόλα 64). Δηθόλα 64: Οη βάζεηο ζηήξημεο από αλνμείδσηε ιακαξίλα 4mm ην θάησ ηκήκα ησλ ζηεξηγκάησλ έγηλα ηξύπεο δηακεηξήκαηνο 8mm ελώ γηα ηελ ηνπνζέηεζε ζηελ μύιηλε βάζε ρξεζηκνπνηήζεθαλ 4 βίδεο/πεξηθόριηα Μ8(εηθόλα 65). Δηθόλα 65:Σνπνζέηεζε ζηεξηγκάησλ ζηελ μύιηλε βάζε ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 47

48 Μεηάδνζε θίλεζεο κε αιπζνηξνρνύο Γηα ηνλ ππνινγηζκό ηεο ζρέζεο κεηάδνζεο, ηνπ βήκαηνο ησλ αιπζνηξνρώλ θαη ηνπ αξηζκό νδόλησλ ησλ αιπζνηξνρώλ αθνινπζήζεθε ε παξαθάησ δηαδηθαζία ιακβάλνληαο σο δεδνκέλα: o Κηλεηήξηα κεραλή: Ζιεθηξνκεησηήξαο o Ηζρύο πξνο κεηαθνξά: 30 watt o ρέζε κεηάδνζεο: i=10 O ππνινγηζκόο ηεο ζρέζεο κεηάδνζεο δίδεηαη από ηε ζρέζε i=ν 1 /Ν 2 όπνπ Ν 2 είλαη ν αξηζκόο ζηξνθώλ θηλνύκελνπ αιπζνηξνρνύ ελώ Ν1 ν αξηζκόο ζηξνθώλ ηνπ θηλεηήξηνπ αιπζνηξνρνύ. Οη ζηξνθέο Ν1 είλαη 73rpm γηα ην ζπγθεθξηκέλν ειεθηξνθηλεηήξα πνπ ρξεζηκνπνηήζακε. Οη ζηξνθέο Ν 2 (θνριία) δελ πξέπεη λα ππεξβαίλνπλ ηηο 8rpm θαζώο ζε απηή ηελ πεξίπησζε ε πνζόηεηα ABS πιηθνύ πνπ ζα εηζέξρεηαη ζα είλαη κεγαιύηεξε από ηελ πνζόηεηα πνπ ζα εμέξρεηαη ππό κνξθή λήκαηνο κε απνηέιεζκα λα πξνθιεζεί βιάβε. Δπνκέλσο ε κέγηζηε ηηκή ηνπ Ν 2 νξίζηεθε 7,3rpm. Άξα ε ζρέζε κεηάδνζεο πνπ πξνθύπηεη είλαη : i=n 1 /N 2 => i=73rpm/7.3rpm=> i=10 Ο αξηζκόο νδόλησλ ηνπ θηλεηεξίνπ αιπζνηξνρνύ νξίζηεθε Ε 1 =8.Ο ιόγνο είλαη ε πςειή ζρέζεο κεηάδνζεο πνπ απαηηείηε(i=10) κε απνηέιεζκα ν θηλνύκελνο αιπζνηξνρόο κε αξηζκό νδόλησλ Ε 2 >80 θαη κηθξό βήκα όπσο ζα δνύκε παξαθάησ λα κελ είλαη εκπνξηθό κέγεζνο θαη έπξεπε λα θαηαζθεπαζηεί θαηά παξαγγειία κε απνηέιεζκα λα αλεβαίλεη πνιύ ην θόζηνο. Δπνκέλσο ν θαζνξηζκόο ησλ νδόλησλ ηνπ θηλνύκελνπ αιπζνηξνρνύ πξνθύπηεη: i=z 2 /Z 1 => Z 2 =i*z 1 => Z 2 =10*8=80 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 48

49 66). Χο βήκα αιπζίδαο(p)(pitch) θαιείηαη ε απόζηαζε δύν δηαδνρηθώλ πείξσλ (εηθόλα Δηθόλα 66: ρεκαηηθή απεηθόληζε βήκαηνο αιπζίδαο Γηα ηελ επηινγή ηνπ βήκαηνο αιπζίδαο ιακβάλνληαη ππόςε ε κεηαθεξόκελή ηζρύο ηνπ ειεθηξνκεησηήξα P=30watt θαη νη ζηξνθέο πεξηζηξνθήο ηνπ θηλεηεξίνπ αιπζνηξνρνύ Ε1=73rpm. Γηάγξακκα 1: Απόδνζε αιπζίδσλ θαηά DIN 8187 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 49

50 ηελ ζπλέρεηα ζύκθσλα κε ην δηάγξακκα 1 πξνθύπηεη όηη γηα κεηαθεξόκελε ηζρύο 35watt θαη Ε1=73rpm κε ρξήζε κνλήο αιπζίδαο ρξεηαδόκαζηε αιπζίδα ηύπνπ 05Β θαηά DIN 8187, ε όπνηα ππεξθαιύπηεη ηελ κεηαθεξόκελε ηζρύο ζηε κεραλή. ύκθσλα κε ηελ εηθόλα 67 ε αιπζίδα ηύπνπ 05Β θαηά DIN 8187 έρεη βήκα 8mm. Δλαιιαθηηθά ζα κπνξνύζε λα ρξεζηκνπνηεζεί ε 04 κε βήκα κόιηο 6mm νπνία θαιύπηεη ηηο απαηηήζεηο κεηαθεξόκελεο ηζρύο, αιιά ιόγσ ηνπ εμαηξεηηθά κηθξνύ βήκαηνο ν θηλεηήξηνο αιπζνηξνρόο ησλ 8 νδόλησλ ζα είρε πνιύ κηθξό κέγεζνο κε απνηέιεζκα λα κελ κπνξεί λα ηνπνζεηεζεί ζηνλ άμνλα ηνπ ειεθηξνκεησηήξα δηακέηξνπ 6mm. Δηθόλα 67:Σππνπνίεζε αιπζίδσλ θαηά DIN 8187 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 50

51 Γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ αιπζνηξνρνύ θίλεζεο ζηνλ άμνλα πεξηζηξνθήο ηνπ ειεθηξνκεησηήξα απαηηήζεθε ε δεκηνπξγία ζπεηξώκαηνο Μ6 θαη ε κεηαπνίεζε ηνπ νπίζζηνπ ηκήκαηνο ηνπ αιπζνηξνρνύ ζε θσληθό ζρήκα. Απηό ζπλέβε ιόγν ηνπ όηη ν ζπγθεθξηκέλνο κεησηήξαο έρεη πνιύ κηθξό άμνλα (εηθόλα 68) θαζώο πξννξίδεηαη γηα ρξήζε ζε κεραληζκό παινθαζαξηζηήξσλ θαη νπνηαδήπνηε άιιε κέζνδνο ηνπνζέηεζεο (ζθήλα) ηνπ ήηαλ ζρεδόλ αδύλαηε. Δηθόλα 68: Ο άμνλαο ηνπ ειεθηξνκεησηήξα Αξρηθά έγηλε εζσηεξηθή ζπεηξνηόκεζε Μ6 (εηθόλα69) ζην γξαλάδη θαη ζηε ζπλέρεηα δηακνξθώζεθε ην νπίζζην ηκήκα ζε θσληθό, γηα λα ππάξρεη θαιύηεξε εθαξκνγή κε ηνλ δύζκνξθν άμνλα ηνπ ειεθηξνκεησηήξα. Δηθόλα 69:Γηαδηθαζία ζπεηξνηόκεζεο θαη ηόξλεπζεο αιπζνηξνρνύ Ε1 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 51

52 Παξαθάησ (εηθόλα 70) δηαθξίλεηαη ή εζσηεξηθή ζπεηξνηόκεζε, ε θσληθή ηόξλεπζε θαη ε ηνπνζέηεζε ηνπ ζηνλ άμνλα ηνπ ειεθηξνκεησηήξα. Γε ρξεζηκνπνηήζεθε πεξηθόριην αζθαιείαο γηαηί κε ηε δεμηόζηξνθε θνξά πεξηζηξνθήο ηεο αιπζίδαο. Ο νδνλησηόο ηξνρόο ζθίγγεη ζπλερώο πάλσ ζην ζπείξσκα. Δηθόλα 70: Κσληθή ηόξλεπζε, ζπεηξνηόκεζε θαη ηνπνζέηεζε Γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ θηλνύκελνπ αιπζνηξνρνύ πάλσ ζην ηξππάλη μύινπ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη σο θνριίαο, αξρηθά έγηλε ηξύπα δηακεηξήκαηνο 12mm (εηθόλα 71). Δηθόλα 71:Σξύπεκα δηακέηξνπ 12mm ζηνλ αιπζνηξνρό Ε2 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 52

53 ηε ζπλέρεηα έγηλε ηξύπα δηακέηξνπ 6mm ζηελ πιήκλε ηνπ θηλνύκελνπ αιπζνηξνρνύ Ε2 θαη εζσηεξηθή ζπεηξνηόκεζε, ώζηε λα ηνπνζεηεζεί αθέθαιε βίδα Μ6, γηα λα ζπγθξαηεί ηνλ αιπζνηξνρό πάλσ ζηνλ θνριία κεηαθνξά πιαζηηθνύ πιηθνύ(εηθόλα 72). Δηθόλα 72: Σξύπεκα πιήκλεο Φ12 θαη εζσηεξηθή ζπεηξνηόκεζε Μ6 αιπζνηξνρνύ Ε2 Παξαθάησ δηαθξίλνληαη ηνπνζεηεκέλνο κε ηε ρξήζε αθέθαιεο βίδαο Μ6 ν αιπζνηξνρόο Ε2 θαη ε αιπζίδα κεηάδνζεο θίλεζεο (εηθόλα 73). Δηθόλα 73: Ζ αιπζίδα θίλεζεο θαη ν αιπζνηξνρόο ηνπνζεηεκέλα πάλσ ζηνλ θνριία κεηαθνξάο πιαζηηθνύ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 53

54 Ζ αζθάιεηα ηεο αιπζίδαο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε είλαη ηύπνπ θνπξθέηαο θαη θαίλεηαη παξαθάησ(εηθόλα 74). Δηθόλα 74:Αζθάιεηα αιπζίδαο ηύπνπ θνπξθέηαο Παξειθόκελα Γηα ηε ζηήξημε ηνπ ειεθηξνκεησηήξα ζηελ μὐιηλε βάζε, ρξεζηκνπνηήζεθε αλνμείδσηε ιακαξίλα πάρνπο 3mm, όπνπ έγηλαλ ηξύπεο 6mm γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ θηλεηήξα θαη ηξύπεο 8mm γηα ηε ζηήξημε ζηε βάζε κε ηε ρξήζε θνριηώλ Μ8 (εηθόλα 75). Δηθόλα 75: Βάζε ζηήξημεο ειεθηξνκεησηήξα ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 54

55 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5: πκπεξάζκαηα 5.1 Πξνβιήκαηα/δπζθνιίεο θαηά ηε δηαδηθαζία θαηαζθεπήο Αξρηθά ππήξρε δπζθνιία εμεύξεζεο εμαξηεκάησλ, ζπγθεθξηκέλα γηα ηα ειεθηξνληθά όπσο ν ειεγθηήο ζεξκνθξαζίαο PID θαη ν ξπζκηζηήο ζηξνθώλ PWM θηλεηήξα ζπλερνύο ξεύκαηνο DC, όπνπ δελ ήηαλ εθηθηό λα αγνξαζζνύλ από ηελ ειιεληθή αγνξά θαζώο ηα ζπγθεθξηκέλα ραξαθηεξηζηηθά πνπ αλαδεηήζεθαλ, ώζηε λα δηαηεξεζεί ην θόζηνο θαηαζθεπήο ρακειά ήηαλ κε δηαζέζηκα, επνκέλσο αλαδεηήζεθαλ ζην δηαδίθηπν θαη αγνξάζζεθαλ από ην εμσηεξηθό. Δπηπξόζζεηα, ε ειεθηξηθή αληίζηαζε πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε δεηήζεθε θαη θαηαζθεπάζηεθε θαηά παξαγγειία γηα ηηο δηαζέζηκεο δηαζηάζεηο γηα ηελ επηζπκεηή ζπλνιηθή ηζρύ, θαζώο δελ ήηαλ άκεζα δηαζέζηκε ζηελ αγνξά. Άιιν βαζηθό πξόβιεκα πνπ παξνπζηάζηεθε ήηαλ όηη ιόγν ρξήζεο πδξαπιηθώλ εηδώλ θαζώο έρνπλ ηξαρείεο επηθάλεηεο θαη θπξίσο είλαη έθθεληξα θαζώο ε θαηαζθεπή ηνπο δελ πξννξίδεηαη γηα απηό ην ζθνπό κε απνηέιεζκα λα δεκηνπξγνύλ πνιιέο δπζθνιίεο θαηά ηελ πξνζπάζεηα ηνπ θνριία λα κεηαθέξεη ην πιαζηηθό εθ κέζσ απηώλ. Σν πξόβιεκα βειηηώζεθε κε ηε κεραλνπξγηθή θαηεξγαζία ησλ πεξηζζνηέξσλ εμ απηώλ (εηθόλα 76), αιιά είλαη αδύλαην λα εμαιεηθηεί, αλ δελ γίλεη ρξήζε εμαξηεκάησλ θνπήο ζε ςεθηαθά ειεγρόκελε εξγαιεηνκεραλή κε αλνρή ηάμεσο +-0,02mm, θάηη πνπ θπζηθά ζα εθηνμεύζεη ην θόζηνο θαηαζθεπήο. Δηθόλα 76: Σόξλεπζε πδξαπιηθώλ εμαξηεκάησλ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 55

56 Καηά ηε δηάξθεηα θαηαζθεπήο ζεκαληηθό πξόβιεκα παξνπζηάζζεθε θαηά ηελ πξνζπάζεηα ηνπνζέηεζεο ηνπ θηλεηήξηνπ αιπζνηξνρνύ ζηνλ άμνλα θίλεζεο ηνπ ειεθηξνκεησηήξα. Σν παξόλ πξόβιεκα ήηαλ απνηέιεζκα ησλ δηαζηάζεσλ ηνπ άμνλα θίλεζεο, ν όπνηνο δελ ήηαλ θαηαζθεπαζκέλνο γηα ρξήζε αιπζνθίλεζεο, αιιά γηα ρξήζε ζε κεραληζκό παινθαζαξηζηήξσλ απηνθηλήησλ. Δπηπιένλ θαηά ηελ πινπνίεζε ηεο θαηαζθεπήο παξνπζηάζηεθε δπζθνιία δηαηήξεζεο ηεο επηζπκεηήο δηακέηξνπ ηνπ λήκαηνο ζηελ ηηκή ησλ 1,75mm, παξνπζηάδνληαο εύξνο ηηκώλ από 1,2 έσο 1,8mm. Σν πξόβιεκα νθείιεηαη ζηελ επηξξνή ηεο βαξύηεηαο ζηε δηαηνκή ηνπ λήκαηνο θαηά ηελ έμνδν ηνπ από ην αθξσθύζην (εηθόλα 77). Δηθόλα 77: Έμνδνο λήκαηνο από ην αθξσθύζην Σέινο, κε έρνληαο έλα αθξηβέο πξόηππν παξόκνηαο θαηαζθεπήο, έγηλε αγνξά εμαξηεκάησλ, όπσο αιπζνηξνρνί, αιπζίδεο θαη πδξαπιηθά είδε, ηα όπνηα ηειηθά δελ ρξεζηκνπνηήζεθαλ θαζώο θαηά ηε ιεηηνπξγία ηα κεραλήο θξίζεθαλ αλεπαξθή ή δεκηνπξγνύζαλ δπζιεηηνπξγίεο. Απηό είρε σο απνηέιεζκα ην ζπλνιηθό θόζηνο θαηαζθεπήο από ηελ ελδεδεηγκέλε ηηκή ησλ πεξίπνπ 250 λα απμεζεί ζηελ ηηκή ησλ 310, δειαδή έγηλε αύμεζε ηνπ θόζηνπο θαηαζθεπήο θαηά 24%. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 56

57 5.2 Μειινληηθέο πξνηάζεηο γηα βειηίσζε ηεο θαηαζθεπήο Γηα ηελ νκαιόηεξε ιεηηνπξγία ηεο κεραλήο θαη ηελ πνηνηηθόηεξε επηθάλεηα θαη δηάκεηξν ηνπ παξαγόκελνπ λήκαηνο νη κειινληηθέο βειηηώζεηο είλαη νη εμήο: Αξρηθά ζα ήηαλ νξζόηεξν ε ζπλνιηθή δηάηαμε ηεο θαηαζθεπήο λα έρεη θάζεην πξνζαλαηνιηζκό έηζη ώζηε εθκεηαιιεπόκελε ηελ βαξπηηθή έιμε λα έρεη νκαιόηεξε ηξνθνδνζία ησλ pellet πιαζηηθνύ πιηθνύ ΑBS. Γηα ηε κείσζε ηνλ πξνβιεκάησλ απμεκέλεο ηξηβήο πνπ πξνθύπηνπλ από ηε ρξήζε πδξαπιηθώλ εηδώλ, ζα ήηαλ πξνηηκόηεξν λα θαηαζθεπαζηεί ην θπξίσο ηκήκα ηνπ extruder από εληαίν ηκήκα ράιπβα, ρσξίο ηε ρξήζε θιαληδώλ θαη θνριηώλ κε ηε ρξήζε ςεθηαθά θαζνδεγνύκελεο εξγαιεηνκεραλήο κε όξην αλνρήο +-0,02mm. H ρξήζε ελόο πιαλεηηθνύ ειεθηξνκεησηήξα κε κεηαιιηθά γξαλάδηα θαη ξνπή ίζε ε κεγαιύηεξε από ην ρξεζηκνπνηεζέλ ειεθηξνκεησηήξα, ζα είρε σο απνηέιεζκα ηελ κε ρξεζηκνπνίεζε κεηάδνζεο κε αιπζνθίλεζε θαζώο ε έδξαζε ζα ήηαλ απεπζείαο ζηνλ άμνλα ηνπ κεηαθνξηθνύ θνριία. Απηό ζα είρε σο απνηέιεζκα ιηγόηεξα θηλνύκελα ηκήκαηα αιιά ην θόζηνο ηνπ θηλεηήξα ζα ήηαλ 3 έσο 10 θνξέο πνιιαπιάζην αλάινγα ηελ πνηόηεηα θαη ηα ηερληθά ραξαθηεξίζηεθα ηνπ θηλεηήξα (εηθόλα 78). Δηθόλα 78: Δλδεηθηηθό κνληέιν πιαλεηηθνύ ειεθηξνκεησηήξα ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 57

58 Δπηπξόζζεηα κηα ιεηηνπξγηθή πξνζζήθε ζηελ θαηαζθεπή ζα ήηαλ κηα νζόλε απεηθόληζεο ηεο ηάζεο ιεηηνπξγίαο ηνπ ειεθηξνκεησηήξα. Έρνληαο κεηξήζεη ηελ ηαρύηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ θνριία ξπζκίδνληαο ηελ ηάζεο ιεηηνπξγίαο από 2 έσο 12 volt κε ηελ βνήζεηα ηνπ PWM ειεθηή ζηξνθώλ, όπσο δηαθξίλεηαη ζηελ εηθόλα 79. Δηθόλα 79: Μέηξεζε ζηξνθώλ θνριία γηα ηάζε ιεηηνπξγίαο ειεθηξνθηλεηήξα 2,4,6,8,10,12 Volt Υξεζηκνπνηώληαο έλα ςεθηαθό πνιύκεηξν θαη έλα ρξνλόκεηξν πξνέθπςε ε εμήο βαζκνλόκεζε(δηάγξακκα 2). Vοlt RPM κοχλία Γηάγξακκα 2: ρέζε RPM θνριία κε ηάζε ιεηηνπξγίαο ειεθηξνκεησηήξα ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 58

59 Δπνκέλσο γλσξίδνληαο ηε βαζκνλόκεζε κε κηα νζόλε έλδεημεο ηάζεο (εηθόλα 80), ζα ήηαλ άκεζα νξαηή ε ηάζε ιεηηνπξγίαο θαη ε ηαρύηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ θνριία. Δηθόλα 80: Φεθηαθόο κεηξεηήο ειεθηξηθήο ηάζεο Γηα ηε βειηίσζε ηνπ κεγαιύηεξνπ πξνβιήκαηνο ηεο θαηαζθεπήο, ηεο κείσζεο απόθιηζεο ηεο δηακέηξνπ ηνπ παξαγόκελνπ λήκαηνο ζε όζν ην δπλαηόλ κηθξόηεξε ηηκή απαηηείηαη ε θαηαζθεπή ηεο δηάηαμεο πνπ θαίλεηαη ζηελ εηθόλα 81. Δηθόλα 81: Γηάηαμε θαηαζθεπήο γηα βειηίσζε δηακέηξνπ παξαγόκελνπ λήκαηνο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 59

60 Σα πιηθά πνπ απαηηνύληαη γηα ηε ζπγθεθξηκέλε δηάηαμε είλαη κηα μύιηλε βάζε, έλα κηθξόο ειεθηξνκεησηήξαο πνπ ζα εδξάδεηαη ζην ξάνπιν ζπιινγήο ηνπ λήκαηνο θαη έλα ειεθηή ζηξνθώλ PWM 12V DC, έηζη ώζηε λα ππάξρεη ε δπλαηόηεηα απμνκείσζεο ησλ επηζπκεηώλ ζηξνθώλ, γηα λα βξεζεί ε ρξπζή ηνκή κε ηελ ηαρύηεηα εμόδνπ ηνπ λήκαηνο από ην αθξσθύζην. πκπεξάζκαηα Ζ θαηαζθεπή ηεο ζπγθεθξηκέλεο κεραλήο (εηθόλα 82) ζπξκαηνπνίεζεο ελδείθλπηαη γηα παξαγσγή λήκαηνο γηα ρξήζε ζε νηθηαθέο θαη κε επαγγεικαηηθέο εθαξκνγέο θαη γεληθά όπνπ δελ απαηηείηαη λήκα δηακέηξνπ 1,75 κε απόθιηζε + - 0,05mm. Δηθόλα 82: Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο νινθιεξσκέλε Ζ ζπγθεθξηκέλε κεραλή κε θόζηνο θαηαζθεπήο, αλ γίλεη έξεπλα αγνξάο πξντόλησλ αλέξρεηαη πεξίπνπ ζηα 250, είλαη ζρεδόλ αδύλαην λα επηηύρεη απόθιηζε ζηε δηάκεηξν κηθξόηεξε από 0,1-0,2mm, ώζηε λα παξάγεη λήκα αληίζηνηρν ησλ εκπνξηθώλ κεραλώλ. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 60

61 Ζ ηαρύηεηα παξαγσγήο λήκαηνο (εηθόλα 83) είλαη ζε ηθαλνπνηεηηθά επίπεδα, θαζώο είλαη ηεο ηάμεο ηνπ 0,5 κέηξνπ/ιεπηό, κε ηαρύηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ θνριία κεηαθνξάο ζηα 4RPM θαη ζεξκνθξαζία ζηελ εμσηεξηθή πιεπξά ηνπ extruder C. Δηθόλα 83: ηηγκηόηππν θαηά ηελ παξαγσγή λήκαηνο Δπηπξνζζέησο βαζηθό πιενλέθηεκα ηεο κεραλήο είλαη ε δπλαηόηεηα αλαθύθισζεο ηνπ παξαγόκελνπ λήκαηνο θαζώο θαη ησλ εζθαικέλσλ εθηππσκέλσλ κνληέισλ. Όπσο δηαθξίλεηαη ζηελ εηθόλα 84, ην λήκα πνπ δελ είλαη ιεηηνπξγηθό ζε έλα ηξηζδηάζηαην εθηππσηή κπνξεί λα ηεκαρηζζεί θαη λα επαλαζπξκαηνπνηεζεί. Δηθόλα 84: Δπαλαρξεζηκνπνίεζε κε ιεηηνπξγηθνύ λήκαηνο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 61

62 Σέινο, ε πνηόηεηα επηθάλεηαο ηνπ λήκαηνο (εηθόλα 85) είλαη ζε αλεθηά επίπεδα γηα ρξεζηκνπνίεζε σο πξώηε ύιε ζε κε ππεξαθξηβείο ηξηζδηάζηαηεο εθηππώζεηο. 5.4 Οδεγίεο ρξήζεο Δηθόλα 85: Υαξαθηεξηζηηθή πνηόηεηα επηθάλεηαο 1. πλδένπκε ηελ ηξνθνδνζία ηεο κεραλήο ζε κηα πξίδα. 2. Διέγρνπκε αλ ε ξπζκηζκέλε ζεξκνθξαζία ζηνλ PID ειεθηή είλαη C 3. Αλνίγνπκε ηνλ δηαθόπηε HEATER. 4. Πεξηκέλνπκε γηα ιεπηά ώζηε λα ζεξκαλζεί ε κεραλή 5. Αλνίγνπκε ηνλ δηαθόπηε MOTOR. 6. Ρπζκίδνπκε ηελ ηαρύηεηα πεξηζηξνθήο ζηα 3,5-4 RPM ΠΡΟΟΥΖ: Γελ ζέηνπκε ζε ιεηηνπξγία ηνλ κεησηήξα (δηαθόπηεο MOTOR) αλ δελ έρεη ζεξκαλζεί πξώηα ε κεραλή. ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 62

63 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΔΗΚΟΝΧΝ Δηθόλα 1:Καηαζθεπή θηλεηήξα V6 από πιηθό ABS. Γηαθξίλεηαη ε πνιππινθόηεηα ηεο θαηαζθεπήο...6 Δηθόλα 2: Ο εθεπξέηεο ησλ 3D εθηππσηώλ Charles Hull.7 Δηθόλα 3: Ο πξώηνο 3D εθηππσηήο καδηθήο παξαγσγήο ηεο εηαηξίαο 3D systems... 8 Δηθόλα 4: Όξγαλν κεηακόζρεπζεο κε ηκήκαηα ηνπ πξντόληα 3D εθηύπσζεο.8 Δηθόλα 5: Καηαζθεπή λεθξνύ ζε ηλζηηηνύην αλαγελλεηηθήο ηαηξηθήο..9 Δηθόλα 6: Ο 3Γ εθηππσηήο πνπ έρεη ηελ δπλαηόηεηα λα αλαπαξάγεη ην 85% ησλ ηκεκάησλ ηνπ 9 Δηθόλα 7: Δθηππσηήο ηεο εηαηξίαο makerbot γηα νηθηαθή ρξήζε...10 Δηθόλα 8: Πξνζζεηηθό πόδη θαηαζθεπαζκέλν ζε 3D εθηππσηή ηεο εηαηξίαο Bespoke..10 Δηθόλα 9: Σν ππεξειαθξύ όρεκα πόιεο ηεο εηαηξίαο Kνrelogic...11 Δηθόλα 10: Πσιήζεηο εθηππσηώλ θαη ππεξεζηώλ ζε δηζεθαηνκκύξηα δνιάξηα..12 Δηθόλα 11: Αλακελόκελε αμία αγνξάο ηελ πξνζερή 15εηία..13 Δηθόλα 12: Σνκείο ρξήζεο 3D εθηύπσζεο ην Δηθόλα 13: ΑΒS πιαζηηθό ζε κνξθή pellet.. 14 Δηθόλα 14: Πιαζηηθό ABS 1.75mm κε ηελ κνξθή λήκαηνο...15 Δηθόλα 15: Υξήζε θίηξηλνπ λήκαηνο ABS 1.75mm από 3D εθηππσηή Δηθόλα 16: Μέζε ηηκή 1kg ABS ζε 170 ζεκεία πώιεζεο..16 Δηθόλα 17: Κόζηνο 1kg ABS πιαζηηθνύ ζε κνξθή pellet/λήκαηνο Δηθόλα 18: Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο ηνπ Lyman Δηθόλα 19: Ζ κεραλή filastruder ηνπ Σηm Elmore Δηθόλα 20: Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο filamaker...18 Δηθόλα 21: Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο από ηελ filabot. 19 ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 63

64 Δηθόλα 22: Δξαζηηερληθέο θαηαζθεπέο γηα παξαγσγή λήκαηνο 19 Δηθόλα 23: To κνληέιν ζε ππνινγηζηηθό πξόγξακκα CAD...20 Δηθόλα 24: Πξαγκαηηθή θαηαζθεπή κνληέινπ.. 20 Δηθόλα 25: Fiberglass 4mm θαη θόληξα πιαθέ 18mm Δηθόλα 26: Κνπή ηεκαρίσλ γηα ην θάζεην ηκήκα ηεο βάζεο..25 Δηθόλα 27: Κνπή Fiberglass...25 Δηθόλα 28: Βάζεηο ζηήξημεο από PVC..26 Δηθόλα 29: Σνπνζέηεζε ηνπ fiberglass Δηθόλα 30: Σνπνζέηεζε ζεξκαηλόκελεο ηαηλίαο μύινπ...27 Δηθόλα 31: Ζ βάζε ηεο θαηαζθεπήο νινθιεξσκέλε Δηθόλα 32: Γξαθηθό πεξηβάιινλ ηνπ πξνγξάκκαηνο orcad Δηθόλα 33: Λνγόηππν εηαηξίαο orcad Δηθόλα 34: Καιώδην ηξνθνδνζίαο ΑC 220V 30 Δηθόλα 35: Σξνθνδνηηθό DC V ηζρύνο 60watt.30 Δηθόλα 36: Σν κνηέξ παινθαζαξηζηήξσλ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε Δηθόλα 37: Γείσζε πξνζηαζίαο θαη θιέκα θαισδίσλ 4 ζέζεσλ Δηθόλα 38: Ζ ειεθηξηθή αληίζηαζε πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε.32 Δηθόλα 39: Ο ειεγθηήο ζεξκνθξαζίαο ηνπνζεηεκέλνο Δηθόλα 40: Κύθισκα αθξνδεθηώλ ηνπ ειεγθηή ζεξκνθξαζίαο Δηθόλα 41: Σν ζεξκνδεύγνο ηύπνπ Κ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε..34 Δηθόλα 42: Σν ειεθηξνληθό ξειέ ηνπνζεηεκέλν...35 Δηθόλα 43: Βάζε θαη αλεκηζηήξαο ςύμεο ειεθηξνληθνύ ξειέ 36 Δηθόλα 44: Διεγθηήο ζηξνθώλ DC θηλεηήξα PWM. 36 Δηθόλα 45: Οη αλεκηζηήξεο ςύμεο κε ηηο βάζεηο ηνπο. 37 Δηθόλα 46: Σνπνζέηεζε αλεκηζηήξα γηα ςύμε λήκαηνο. 37 Δηθόλα 47: Οη δηαθόπηεο 2 ζέζεσλ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ ηνπνζεηεκέλνη..38 Δηθόλα 48: Κιέκα ζύλδεζεο θαισδίσλ θαη αθξνδέθηεο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 64

65 Δηθόλα 49: Σν ειεθηξηθό θύθισκα ηνπνζεηεκέλν ζηελ βάζε ζηήξημεο..39 Δηθόλα 50: Σν θπξίσο ηκήκα ζε ζρεδηαζηηθό πξόγξακκα CAD Δηθόλα 51: Σν θπξίσο ηκήκα ηνπ extruder κε αξηζκεκέλα ηα εμαξηήκαηα..40 Δηθόλα 52: Σξύπεκα δηακέηξνπ 1,80mm ζηελ ηάπα/αθξσθύζην. 41 Δηθόλα 53:Tα εμαξηήκαηα ηνπ εκπξόζζηνπ ηκήκαηνο 41 Δηθόλα 54: Ζ ραιύβδηλε θιάληδα θαη ε κόλσζε 2mm από πεξκαλίηε 42 Δηθόλα 55: Κνπή ζσιελνκαζηνύ..42 Δηθόλα 56: Σν ρσλί ππνδνρήο ηνπ ABS...43 Δηθόλα 57: ηηγκηόηππν θαηά ηελ δηαδηθαζία θαζζηηεξνθόιιεζεο ρσληνύ/ζσιελνκαζηνύ. 43 Δηθόλα 58:Σν έδξαλν θύιηζεο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε Δηθόλα 59: Ζιεθηξνζπγθόιιεζε ραιύβδηλνπ ηκήκαηνο ζηελ βηδσηή θιάληδα...44 Δηθόλα 60: ηηγκηόηππα από ην άλνηγκα νπήο 32mm γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ εδξάλνπ θύιηζεο Δηθόλα 61: Σν έδξαλν θύιηζεο θαη νη αζθάιεηεο ηνπνζεηεκέλα 45 Δηθόλα 62: Σν ηξππάλη μύινπ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε ζαλ θνριίαο κεηαθνξάο..46 Δηθόλα 63:Σόξλεπζε θαη κηθξνκέηξεζε θνριία...46 Δηθόλα 64: Οη βάζεηο ζηήξημεο από αλνμείδσηε ιακαξίλα 4mm.. 47 Δηθόλα 65:Σνπνζέηεζε ζηεξηγκάησλ ζηελ μύιηλε βάζε Δηθόλα 66: ρεκαηηθή απεηθόληζε βήκαηνο αιπζίδαο. 49 Δηθόλα 67:Σππνπνίεζε αιπζίδσλ θαηά DIN Δηθόλα 68: Ο άμνλαο ηνπ ειεθηξνκεησηήξα.51 Δηθόλα 69: Γηαδηθαζία ζπεηξνηόκεζεο θαη ηόξλεπζεο αιπζνηξνρνύ Ε1 51 Δηθόλα 70: Κσληθή ηόξλεπζε, ζπεηξνηόκεζε θαη ηνπνζέηεζε. 52 Δηθόλα 71:Σξύπεκα δηακέηξνπ 12mm ζηνλ αιπζνηξνρό Ε ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 65

66 Δηθόλα 72: Σξύπεκα πιήκλεο Φ12 θαη εζσηεξηθή ζπεηξνηόκεζε Μ6 αιπζνηξνρνύ Ε Δηθόλα 73: Ζ αιπζίδα θίλεζεο θαη ν αιπζνηξνρόο ηνπνζεηεκέλα πάλσ ζηνλ θνριία κεηαθνξάο πιαζηηθνύ Δηθόλα 74: Αζθάιεηα αιπζίδαο ηύπνπ θνπξθέηαο.. 54 Δηθόλα 75: Βάζε ζηήξημεο ειεθηξνκεησηήξα...54 Δηθόλα 76: Σόξλεπζε πδξαπιηθώλ εμαξηεκάησλ Δηθόλα 77: Έμνδνο λήκαηνο από ην αθξσθύζην. 56 Δηθόλα 78: Δλδεηθηηθό κνληέιν πιαλεηηθνύ ειεθηξνκεησηήξα..57 Δηθόλα 79: Μέηξεζε ζηξνθώλ θνριία γηα ηάζε ιεηηνπξγίαο ειεθηξνθηλεηήξα 2,4,6,8,10,12 Volt.. 58 Δηθόλα 86: Φεθηαθόο κεηξεηήο ειεθηξηθήο ηάζεο..59 Δηθόλα 87: Γηάηαμε θαηαζθεπήο γηα βειηίσζε δηακέηξνπ παξαγόκελνπ λήκαηνο.59 Δηθόλα 88: Ζ κεραλή ζπξκαηνπνίεζεο νινθιεξσκέλε.60 Δηθόλα 89: ηηγκηόηππν θαηά ηελ παξαγσγή λήκαηνο...61 Δηθόλα 84: Δπαλαρξεζηκνπνίεζε κε ιεηηνπξγηθνύ λήκαηνο. 61 Δηθόλα 85: Υαξαθηεξηζηηθή πνηόηεηα επηθάλεηαο ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ 66